选择MCU 10个步骤的详细介绍

为产品选择合适的微控制器可能是一项艰巨的任务。不仅有许多技术特性需要考虑，还有商业案例问题，如成本和交货时间，可能会削弱项目。在项目开始时，很有可能会在系统细节尚未敲定之前跳入并开始选择微控制器。这当然是一个坏主意。在考虑微控制器之前，硬件和软件工程师应该制定系统的高层、框图和流程图，然后才有足够的信息开始对微控制器的选择做出合理的决定。当达到这一点时，可以遵循 10 个简单的步骤来确保做出正确的选择。

步骤 1：列出所需的硬件接口

使用通用硬件框图，列出微控制器需要支持的所有外部接口。有两种通用类型的接口需要列出。首先是通信接口。这些是外围设备，例如 USB、I2C、SPI、UART 等。如果应用程序需要 USB 或某种形式的以太网，请特别注意。这些接口极大地影响了微控制器需要支持多少程序空间。第二种接口是数字输入和输出、模拟到数字输入、PWM 等。这两种接口类型将决定微控制器所需的引脚数量。图 1 显示了一个框图的通用示例，其中列出了 I/O 要求。

图 1. 硬件功能列表

第 2 步：检查软件架构

软件架构和要求会极大地影响微控制器的选择。处理要求的高低将决定您是使用 80 MHz DSP 还是 8 MHz 8051。就像使用硬件一样，记下任何重要的要求。例如，是否有任何算法需要浮点数学？是否有任何高频控制回路或传感器？估计每个任务需要运行的时间和频率。获得一个数量级的感觉，了解需要多少处理能力。所需的计算能力将是对微控制器架构和频率的最大要求之一。

第 3 步：选择架构

使用步骤 1 和 2 中的信息，工程师应该能够开始了解所需的架构。应用程序可以使用八位架构吗？16位怎么样？它是否需要 32 位 ARM 内核？在应用程序和所需的软件算法之间，这些问题将开始汇聚成一个解决方案。不要忘记记住未来可能的需求和功能蔓延。仅仅因为您目前可以使用 8 位微控制器，并不意味着您不应该考虑使用 16 位微控制器来实现未来的功能甚至是易用性。不要忘记微控制器的选择可以是一个迭代过程。您可以在此步骤中选择 16 位部件，但在稍后的步骤中会发现 32 位 ARM 部件效果更好。

第 4 步：确定内存需求

闪存和 RAM 是任何微控制器的两个非常关键的组件。确保您没有用完程序空间或变量空间无疑是最高优先级。选择具有过多这些特征的零件要比选择这些特征要容易得多。到达设计的最后并发现您需要 110% 或需要剪切的功能是不会成功的。毕竟，您总是可以从更多开始，然后转向同一芯片系列中更受限制的部分。使用应用程序中包含的软件架构和通信外设，工程师可以估算应用程序需要多少闪存和 RAM。不要忘记为功能蠕变和下一个版本留出空间！将来会省去很多头痛的问题。

第 5 步：开始搜索微控制器

既然对微控制器所需的功能有了更好的了解，就可以开始搜索了！一个可以作为起点的好地方是微控制器供应商，例如 Arrow、Avnet、Future Electronics 或类似产品。与 FAE 讨论您的应用和要求，他们通常可以将您引导至最前沿并满足要求的新零件。请记住，他们当时可能会对他们施加压力以推动某个微控制器系列！

下一个最佳起点是您已经熟悉的芯片供应商。例如，如果您过去使用过 Microchip 部件并且对它们有很好的体验，那么请从他们的网站开始。大多数芯片供应商都有一个搜索引擎，允许您输入外设集、I/O 和电源要求，它会缩小符合条件的部件列表。然后，工程师可以从该列表中继续选择微控制器。

第 6 步：检查成本和功率限制

此时，选择过程已经揭示了许多潜在的候选人。这是检查部件的功率要求和成本的好时机。如果设备将由电池和移动设备供电，那么确保部件是低功耗的绝对是不稳定的。如果它不满足电源要求，则继续清除列表，直到您选择几个。也不要忘记检查处理器的单价。虽然许多零件的批量价格稳步接近 1 美元，但如果它是高度专业化的或高端加工机器，那么价格可能至关重要。不要忘记这个关键元素。

第 7 步：检查零件可用性

有了潜在零件清单，现在是开始检查零件可用性的好时机。要记住的一些事情是零件的交货时间是多少？它们是否在多个分销商处备有库存，或者是否有 6 到 12 周的交货期？您对可用性有什么要求？您不想被大订单困住而不得不等待三个月才能完成。然后还有一个问题，即零件有多新以及它是否会在您的产品生命周期内一直存在。如果您的产品将使用 10 年，那么您需要找到制造商保证仍将在 10 年内制造的部件。

第 8 步：选择开发套件

选择新微控制器的最佳部分之一是找到一个可以使用的开发套件并了解控制器的内部工作原理。一旦工程师确定了他们想要使用的部件，他们就应该研究可用的开发套件。如果开发套件不可用，那么所选部件很可能不是一个好的选择，他们应该返回几步并找到更好的部件。今天大多数开发套件的成本低于 100 美元。支付更多（除非它被设计为与多个处理器模块一起使用）太多了。另一部分可能是更好的选择。

第 9 步：研究编译器和工具

开发套件的选择几乎巩固了微控制器的选择。最后一个考虑是检查可用的编译器和工具。大多数微控制器有多种编译器、示例代码和调试工具可供选择。确保零件具备所有必要的工具非常重要。如果没有合适的工具，开发过程可能会变得乏味和昂贵。

第 10 步：开始试验

即使选择了微控制器，也没有什么是一成不变的。通常，开发套件早在第一个原型硬件出现之前就到货了。通过建立测试电路并将它们连接到微控制器来利用。选择高风险部件并让它们在开发套件上工作。您可能会发现您认为效果很好的部分存在一些无法预料的问题，这会迫使您选择不同的微控制器。无论如何，早期实验将确保您做出正确的选择，并且如果需要进行更改，影响将是最小的！
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